Метрологические характеристики средств измерений

Метрологические характеристики измерительных приборов представляют собой информацию о свойствах измерительных приборов и факторов, влияющих на результаты измерений и их точность. Метрологической характеристикой называют присущие данному типу средств измерения показатели, имеющие количественное выражение. Контролируемые параметры, подлежащие измерению, устанавливаются нормативной документацией и называются метрологическими характеристиками.

Все метрологические характеристики измерительных приборов (см. Классификация средств измерения) подразделяют на:

  • параметры, определяющие сферу использования средства измерения;
  • параметры, определяющие достоверность полученных результатов.

Метрологические параметры

К метрологическим параметрам, характеризующим сферу использования измерительных приборов, относят пределы измеряемых им значений и предел чувствительности прибора. Пределами измерений средства измерения называется диапазон значений, фиксируемых прибором от минимальных до максимальных значений. В пределах диапазона изменения измеряемой величины регламентируются пределы погрешности для каждого измерительного средства.

Нижним и верхним пределами измерения называются крайние значения измеряемых величин, указываемых снизу и сверху основного значения.

Предел чувствительности прибор

Предел чувствительности прибора является характеристикой того, насколько наименьшее изменение измеряемого параметра фиксируется наблюдателем в виде изменения выходного сигнала прибора. Например, для весов с пределом сенситивности 10 мг эта цифра является характеристикой, обозначающей начало движения стрелки весов при достижении этого значения.

Адекватность результатов

К характеристикам, определяющим достоверность полученных результатов, относят адекватность результатов и разброс их значений.

Адекватность измерения измерительных приборов определяется их погрешностью.

Погрешность измерений

Погрешностью измерительного прибора называется разность между измеренными показаниями прибора и истинными значениями. Истинные значения представляют собой идеальные измерения без погрешностей – на практике недостижимые. Отклонения от истинных значений средств измерения зависит от условий измерения, точности средств измерения, опыта человека, фиксирующего показания приборов. Погрешностью измерительного прибора является величина, на которую отличается измеренное и истинное значение измеряемого параметра. Поскольку истинные значения параметров неизвестны, на практике используют действительные значения параметров. Для каждого средства измерения в качестве действительного значения используют данные рабочего эталона меньшего разряда. Например, для измерительного эталона 4 разряда сравнительной базой является значения величины для эталона 3 разряда.

Погрешности измерительных приборов по различным признакам классифицируются следующим образом:

  • по способу представления результатов – абсолютные и относительные;
  • по типу проявления – систематические и случайные;
  • по отношению к условиям использования – главные и вспомогательные.

Систематическими называются погрешности, постоянные по величине или изменяющиеся по известным законам и воспроизводимые при повторном измерении того же параметра. Причинами, вызывающими систематические ошибки, являются отклонения от указанных в технической документации условий работы прибора или связанные с недостатками способа измерения. В принципе систематические погрешности устранимы при анализе возможных причин их возникновения и приведения условий проведения измерений в соответствии с технической документацией.

Примером систематической ошибки может быть сдвиг оси стрелки относительно центра шкалы в приборе с круговой шкалой и указательной стрелкой, например, манометре. Значения погрешностей данного типа исключаются из результатов и корректируются с использованием поправочного коэффициента. Систематическая ошибка характеризует степень соответствия измеряемых значений реальным и выражает адекватность измерительного прибора.

Случайная составляющая ошибки измерения варьируется при повторном измерении одной и той же величины и характеризуется тем, что ее изменение носит случайный характер. Случайная погрешность измерения может накапливаться за счет ряда некорректных измерений и искажать окончательный результат. Одной из возможностей исключения ошибки данного типа является проведение повторного измерения. Данные ошибки являются неизбежными и неустранимыми, однако при проведении многогранных и достоверных повторных измерений можно получить поле разброса результатов измерения, полностью характеризующих измеряемый параметр.

Среднеарифметическая ошибка

Характеристиками разброса значений являются среднеарифметическая ошибка, среднеквадратическое отклонение и разброс результатов измерений относительно средних значений. Учитывая, что характер разброса результатов носит вероятностный характер, то при указании случайной ошибки указывают ее вероятность.

Оценка погрешностей показаний измерительных средств, которые используются для проверки показателей качества продукции, определяются характерными особенностями сферы применения продукции. Например, ошибка оценки цветовой гаммы плитки из керамики для внутренней отделки помещений используется на порядок ниже, чем для образцов, получаемых в серийном производстве. Разница в цветовой гамме, закрепленной на стене кафельной плитки, будет броской, чего не будет наблюдаться в случае разрозненного применения отдельных фрагментов общей картины, полученной серийным способом.

Класс точности

Совокупность регламентируемых метрологических характеристик средств измерения зависит от условий использования, области применения изделия и других факторов. У высокоточных средств измерения регламентируются до десяти и больше показателей, оговариваемых в технической документации и технических условиях. Необходимо учитывать влияние внешних факторов на показатели корректности прибора для обеспечения требуемой точности измерений. На практике при использовании измерительных средств для оценки этих факторов наибольшее распространение получил интегральный показатель – класс точности. Класс точности представляет собой характеристику, определяющую границы основных и вспомогательных погрешностей и других свойств, влияющих на адекватность результатов измерения. Для каждого типа измерительных средств классы точности регламентируются в нормативной документации. Эти требования, отличные для каждого класса точности, устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам, в общем виде выражающие степень точности данного класса измерительных средств.

Каждому средству измерения в результате приемочных тестов присваивается определенный класс точности. В процессе использования метрологические характеристики могут ухудшаться, поэтому возможно понижение класса точности в зависимости от результатов периодической поверки приборов. Класс точности дает информацию о том, в каких границах находится ошибка измерения для прибора такого класса. Эта информация необходима на практике при выборе измерительного прибора при указанной точности измерения.

189 0

Комментарии

avatar
wpDiscuz